Come progettare e selezionare un agente di diffusione della luce basato su lampade a LED?

Con il progresso della società, la domanda di una vita migliore da parte delle persone sta aumentando. L'introduzione rivoluzionaria delle lampade a LED nel campo dell'illuminazione rappresenterà in futuro una domanda di illuminazione a lungo termine e la richiesta di risparmio energetico sarà sempre più elevata. Le note associazioni DLC ed Energy star del settore globale aggiornano ogni anno i loro standard di efficienza luminosa, promuovendo così lo sviluppo della tecnologia LED e i requisiti di risparmio energetico [1].

Ad esempio, il DLC porterà lo standard di efficienza energetica a 5.0 nel 2020, innalzando i requisiti di efficienza luminosa delle lampade e delle lanterne globali a un nuovo livello, e anche i requisiti di applicazione dei prodotti ottici di diffusione saranno notevolmente migliorati.

L'agente di diffusione della luce è un prodotto chimico organico e inorganico con una lavorazione e un trattamento superficiale speciali, con una dimensione delle particelle di 1 ~ 10 μ m e un prodotto chimico sferico con una dimensione media delle particelle di 1 ~ 4 μ m, come mostrato nella figura 1 [2].

Esistono principalmente due tipi di diffusori ottici: i diffusori inorganici e i diffusori organici. Questo articolo si concentra sull'applicazione di un agente di diffusione della luce organico. I diffusori di luce organici comprendono principalmente il tipo acrilico, il tipo feniletilene e il tipo resina acrilica [3]. La resina stessa è trasparente o traslucida e la maggior parte della luce può passare attraverso di essa. Sfruttando la differenza tra l'indice di rifrazione di questi diffusori e quello del substrato, la luce che attraversa il substrato diventa luminosa e morbida dopo molte rifrazioni e ha un effetto minimo sulla trasmittanza luminosa del materiale. In questo esperimento, ci concentriamo sul test di simulazione e sull'analisi dei tipi di applicazione del paralume a estrusione e della lente a estrusione.

1 metodo di prova e schema di prova del paralume.

1.1 Metodo di prova.
Prendiamo come esempio il nostro agente di diffusione della luce WD-102: utilizzando una lampada a bassa tensione, con gli stessi parametri tecnici ed elettrici, il paralume viene testato con diverse proporzioni di diffusore ottico.

1.2 Schema di prova.
Prodotto a bassa tensione, il diametro massimo del paralume è di 20 mm, lo spessore è di 1 mm, la struttura e la forma sono mostrate nelle figure 2 e 3. La quantità di diffusore aggiunta è il numero di grammi per chilogrammo di materiale di base (PC1250Z), e vengono aggiunti i tempi integrali di 0,3 g, 0,6 g, 0,9 g, 1,2 g e 1,5 g. Per i test si utilizza l'apparecchiatura fotometrica di distribuzione GO-2000A di marca remota.

1.3 Risultati del test.

I risultati dei test sono riportati nella Tabella 1.

Dalla tabella 1 si evince che per i paralumi la trasmittanza luminosa non varia al variare del rapporto di diffusione da 0 a 1,5 g.

Metodo di prova e schema delle lenti ottiche.

2.1 Metodo di prova.
Sono stati testati due tipi di lampade e lanterne a bassa tensione, con gli stessi parametri tecnici ed elettrici, utilizzando due tipi di lenti ottiche di spessore diverso, con lo stesso rapporto di diffusione ottica, e sono state ottenute le perdite di luce e le variazioni di angolo di lenti ottiche con lenti diverse e lo stesso rapporto.

2.2 Schema di prova.
Prendiamo ad esempio il nostro agente di diffusione della luce WD-102. La parte più spessa della lente 1 è di 5,6 mm e la parte più spessa della lente 2 è di 2,8 mm. Le forme strutturali sono mostrate nelle figg. 4, 5, 6 e 7. La quantità di diffusore aggiunto deve essere basata sul peso del diffusore aggiunto nel PC1250Z, e devono essere aggiunti i tempi integrali di 0,3 g, 0,6 g, 0,9 g, 1,2 g e 1,5 g. Per i test si utilizza l'apparecchiatura fotometrica di distribuzione di marca lontana GO-2000A.

2.3 Risultati del test.

I risultati dei test sono riportati nella Tabella 1.
Dalla Tabella 2 si può concludere che
I risultati principali sono i seguenti: (1) Quando il rapporto di diffusione della lente 1 aumenta da 0 (trasparente) a 1,5 g, la perdita di luce aumenta, l'efficienza luminosa diminuisce e l'angolo luminoso aumenta. Quando si aggiungono le lenti più basse e quelle più alte, la differenza di trasmittanza luminosa è di 6,5% e l'angolo luminoso aumenta di 3,5 volte. In considerazione del problema della differenza di colore, si suggerisce che il rapporto di dosaggio dell'agente di diffusione della luce sia di 0,3 ~ 0,6 g.

(2) Quando il rapporto di diffusione della lente 2 aumenta da 0 a 1,5 g, la perdita di luce aumenta, l'efficienza luminosa diminuisce e l'angolo luminoso aumenta. Quando il rapporto di aggiunta è il più basso e il più alto, la differenza di trasmittanza luminosa è di 3,5% e l'angolo luminoso è raddoppiato. In considerazione del problema della differenza di colore, si suggerisce che il rapporto di agente di diffusione della luce sia di 0,6 ~ 0,9 g.

3 modello di principio ottico.

La Figura 8 mostra la diffusione delle particelle diffuse quando la luce incidente attraversa lo strato antigraffio e lo strato di diffusione. Supponendo che la luce incidente che attraversa l'oggetto sia un materiale per lenti con un diffusore di luce, l'angolo del fascio di luce che attraversa la lente cambia con il rapporto di aggiunta del diffusore di luce. Maggiore è il rapporto, maggiore è la quantità di luce diffusa e maggiore è l'angolo. Il principio della trasmissione della luce [4] è illustrato nella figura 9.

Fig. 9 Diagramma schematico della trasmissione della luce (mostrato nelle immagini a, b, c)

4 Conclusione

In questo esperimento, il metodo di misurazione della simulazione viene utilizzato per confrontare e analizzare il test e l'analisi effettivi del paralume a LED e della lente che aggiunge il diffusore di luce, e verificato dal test, si può concludere che:

I risultati principali sono i seguenti:

(1) Il diffusore ottico ha uno scarso effetto sull'efficienza luminosa di un paralume di spessore uniforme e la proporzione del diffusore può essere selezionata in base alle effettive esigenze di progettazione.

(2) l'influenza sui prodotti della lente: con l'aumento del rapporto di diffusione, lo spessore della lente ha una grande influenza sull'angolo luminoso, quindi l'influenza dello spessore della lente sull'angolo luminoso deve essere pienamente considerata nella progettazione. In questo lavoro, il metodo di simulazione e misurazione viene utilizzato per confrontare il paralume, la lente e l'obiettivo, il che fornisce una base di riferimento certa per la progettazione della distribuzione della luce secondaria delle lampade e delle lanterne a LED, abbrevia il progresso dello sviluppo del prodotto, risparmia il costo di tentativi ed errori e fornisce un riferimento di progettazione efficace per la progettazione di lampade e lanterne a LED simili.